今天中午,中國運載火箭技術研究院(以下簡稱火箭院)就長徵八號運載火箭的有關情況回答了記者提問。
記者:長徵八號火箭是怎樣的一個具體立項背景?
火箭院:隨著人類和平利用空間事業迅猛發展,中低軌衛星發射需求越來越旺盛,而目前我國在發射3噸至4.5噸太陽同步軌道(SSO)衛星方面,還缺乏合適的運載工具。利用在役火箭的共用技術和產品,構建新一代中型運載火箭填補太陽同步軌道衛星發射需求空白,顯得尤為急迫。
我國在新一代運載火箭的論證過程中,以液氧煤油和液氫液氧發動機為基礎,提出了新一代大、中、小型運載火箭的發展構想,並通過二十多年的預研和工程研製,成功研製了長徵五號、長徵七號等新一代運載火箭,形成了2.25米、3.35米、5米直徑通用模塊,我國新一代運載火箭形成了「通用化、系列化、組合化」發展的思路。
長徵八號運載火箭採用綠色環保液體推進劑,按照模塊化組合的思路進行研製,充分吸收了在役和新一代運載火箭研製成果,具有良好的繼承性、先進性、適應性和經濟性,可以填補我國太陽同步軌道運載能力空白,滿足未來中低軌高密度發射任務需求。
記者:長八火箭在填補我國太陽同步軌道運載能力方面有哪些具體體現?
火箭院:我國現役常規運載火箭中,主打太陽同步軌道的火箭運載能力為1噸-3噸級;而新一代運載火箭中長徵十一號火箭是固體小火箭,主打快速補網;長徵六號是液體小型運載火箭,太陽同步軌道能力為1噸級;長徵七號火箭是中型火箭,主要負責貨運飛船任務,近地軌道運載能力14噸;長徵五號火箭是大型火箭,主打高軌和深空探測任務;長徵五號B運載火箭主要負責低軌空間站建設,近地軌道運載能力25噸級。
而在太陽同步軌道上,對於3噸級以上,到5噸級左右,缺少一型合適的火箭進行發射。長徵八號火箭能力到5噸級,去掉兩個助推器,能力到3噸級,正好可以填補這個能力區間。
記者:長徵八號火箭有哪些新技術、新特點?
火箭院:第一,突破基於模塊組合的快速集成設計,推動我國新一代運載火箭模塊化、組合化、系列化發展。
長徵八號運載火箭工程研製遵循「模塊化、系列化、組合化」的發展思路,充分繼承在役型號的產品和技術,借鑑已有的試驗驗證成果,實現型號快速集成研製。基於現有模塊組合開展設計,開創了逆向設計的先河,以模塊產品為約束,採用發動機節流、風修彈道設計、主動減載、載荷精細化等多項技術進行迭代優化閉環,以最小代價、最快時間完成集成研製。
長徵八號火箭是我國首個研製中未開展全箭模態試驗的中大型火箭,採用虛實結合的模態分析技術。全箭動特性數據在已有模塊試驗數據及動力學模型的基礎上,通過全箭動力學模型組裝和數值仿真計算獲取。通過長徵八號的研製探索,為後續其它大型、重型火箭的模態綜合技術奠定基礎,大幅縮短研製周期、降低研製費用。
第二,突破了大靜不穩火箭主動減載控制技術,同時兼顧提升對故障的適應能力,為結構輕質化、飛行智慧化打下堅實基礎。
長徵八號火箭由於受到了現有模塊結構特性的限制,其遇到了靜不穩定度大的難題,同時對減載控制等提出很高要求。通過深入研究分析各種減載穩定控制方法,採用基於角速率和橫法向過載信息融合的自適應減載控制技術,提升了輕質貯箱結構對時變不確定風場的適應性,實現了主動減載的目的。
設計了基於控制效果的噴管極性辨識和控制重構算法,開展了滑行段飛行故障在線辨識,具備了特定故障工況下自主進行姿態控制重構的能力,提升了火箭飛行控制的適應性和智能化水平。
第三,發動機推力調節技術的首次工程應用,提升了運載火箭任務適應性,推進了運載火箭重複使用技術的發展。
長徵八號運載火箭在飛行中對液體火箭發動機進行節流控制,這在我國運載火箭中是首次工程應用。該技術將大幅提升總體設計優化能力,助力提升火箭的任務適應能力。同時發動機推力調節技術的使用,將為後續我國一次性運載火箭重複使用技術提前進行相關技術驗證,為我國重複使用運載火箭研製打下堅實基礎。
記者:這次發射的長八火箭為那種構型?後續長八在構型方面還有那些發展?
火箭院:本次發射的長徵八號火箭,採用芯級捆綁2枚助推器構型,全長約50.3米,起飛質量約356噸,起飛推力約480噸。
火箭芯一級直徑3.35米,配置2臺120噸級YF-100液氧煤油發動機;捆綁兩枚助推器,直徑2.25米,各配置1臺120噸級YF-100液氧煤油發動機;芯二級直徑3米,配置2臺8噸級YF-75氫氧發動機;整流罩直徑4.2米。
後續還將會發展一款融合型的長徵八號火箭,實現電氣一體化、兩平一垂快速發射、提升經濟性的火箭。
記者:長八火箭的創新性、融合性、發展性具體指的是什麼?
火箭院:我們來具體介紹一下。創新性方面,首飛火箭突破和應用了一批關鍵技術,實現了包括基於模塊組合的快速集成設計技術、發動機節流應用技術,動特性獲取技術、姿控設計等重要的技術項目,其中發動機推力調節是國內火箭的首次工程應用,長徵八號火箭也是國內首個未開展全箭模態試驗的中大型火箭;同時在管理流程中,首次推行項目制的管理嘗試;在發射場,施行精細化流程管理。
融合性方面,長徵八號火箭體現了繼承與融合的特點,一方面充分吸收和繼承了現役火箭和新一代火箭的成果和先進技術,另一方面又結合自身特點開展新技術的驗證與應用,實現了繼承與創新的高度融合。
發展性方面,目標定位為中低軌的主力火箭,後續還將不斷改進,提升經濟性、提升競爭力;長徵八號火箭還將打造成為新技術驗證的試驗平臺,為後續智慧化、可重複使用等新技術進行搭載驗證。
記者:與其它幾型新一代火箭相比,長八有什麼特別之處?
火箭院:第一,使命不同。長徵八號火箭立項之初,使命目標就和其他火箭有一定差異,長徵八號火箭更多以市場需求為導向,進行研製,從能力指標、經濟性、可靠性等綜合考慮,實現工程研製的最優;
第二,研製的新模式。長徵八號火箭在研製過程中就踐行了低成本的思路,首飛的產品均為自籌,這與其他新一代火箭的研製完全不同,這也讓設計人員、參試人員真正感覺到這是我們自己的火箭,要為它負責;
第三,高度的適應性。長徵八號火箭立項之初沒有自己的發射工位,首飛也是借用了長徵七號火箭的發射工位,這也要求我們火箭在設計時考慮箭上與地面的兼容性,如何能適應現有的發射工位。而其他火箭的研製,均配套了獨立的發射工位和相關設備。
記者:長八火箭在商業方面有何優勢?
火箭院:一是性價比高:長徵八號火箭自研製之初,就充分考慮了技術與經濟的一體化,通過包括項目制的嘗試、高繼承性等,降低研發的成本,後續的融合型火箭更是通過提升工藝方法、一體化設計等降低生產成本,降低配套成本,實現火箭的成本有效控制。而且長徵八號火箭本身運載能力達到5噸級,而起飛規模為356噸,運載效率在國內火箭中是名列前茅的,運載能力的提升、成本的下降,必然會帶來很高的性價比。
二是履約速度快。從籤署發射服務合同到實施發射縮短至一年,如果是組網發射,批量採購,可以實現批量化生產,組網建設周期將進一步縮短;
三是可靠性高。長徵八號火箭繼承了已有型號的成熟模塊,飛行可靠性經過了充分驗證,而且新一代火箭的研製準則較以往更為合理,可靠性設計考慮的更充分,可以有效保障任務實施的可靠性;
四是服務意識好。長徵八號火箭研製團隊對市場的重要性有充分認識,自研製之初就表現出了良好的市場意識,積極主動的為衛星、為用戶服務。
記者:長徵八號火箭的LOGO設計中蘊含了什麼樣的意義?
火箭院:採用紅色和藍色的兩個主體圖樣形成了「8」字,同時紅色為火箭的飛行軌跡,紅色下部用散塊代表火箭尾焰,最下部三行的散塊形成數字「3」,代表我們是繼承了長徵三號甲系列火箭的模塊;藍色代表天際,其中下部採用了深色7條藍帶,代表我們繼承了長徵七號火箭的模塊;「8」字周圍5顆星星代表了本次任務的5顆衛星。
記者:長八火箭對於未來航天發展方面有哪些意義?
火箭院:它填補了我國運載火箭低軌運載能力空白,有助於衛星實現相應領域的快速發展。
打造了一款新技術驗證的試驗平臺,可以在火箭上進行可重複、智慧化、無人值守等新技術的驗證與應用。
記者:長八火箭未來主要的應用方向有哪些?
火箭院:長徵八號火箭可以完成低中高軌道甚至深空探測等多種任務,可以以一箭一星、一箭多星的形式進行發射,可以承擔低軌衛星網際網路系統組網發射,各類衛星發射等任務。
文、圖:廣州日報全媒體記者 肖歡歡 通訊員 王偉童
廣州日報全媒體編輯 李鳳荷